一種水包油型原油乳化降粘劑及其製備方法
2024-01-25 21:16:15
專利名稱：一種水包油型原油乳化降粘劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種水包油(0/W)型原油乳化降粘劑及其製備方法，屬於石油工程稠油開採與稠油降粘技術領域。
背景技術：
稠油通常指地面密度大於0. 943、地下粘度大於50釐泊的原油。據估計世界常規石油的總資源量為3000億噸，而稠油、油砂及油巖等非常規石油資源，它們的折合儲量估 計有8000 9000億噸。據報導，我國稠油的儲量在世界上居第七位，迄今已發現有15個大中型含油盆地和數量眾多的稠油油藏區塊。隨著輕質油可採儲量的減少，稠油開採所佔的比重將會不斷增大。我國將稠油分為普通稠油，特稠油，超稠油三種。稠油體系本質上為一種膠體系統，稠油中的膠質、浙青質分子含有可形成氫鍵的羥基、氨基、羧基、羰基等，膠質、浙青質分子之間這種強烈的氫鍵作用，使膠質、浙青質結構具有的層次性，可形成具有不同層次的超分子結構的多分散的膠體體系。在開採過程中，稠油在地層條件下流入井筒，在井筒中隨著壓力降低稠油因脫氣而變得越來越稠，加上稠油在舉升過程中與較冷介質進行熱交換，稠油的溫度越來越低，粘度就會急劇上升，流動就會更加困難。為便於稠油開採和長距離輸送，就必須降低其粘度。目前稠油降粘的主要方法有物理降粘(包括摻稀油降粘、加熱降粘、微波降粘、電磁降粘等)、化學降粘(降粘劑降粘和催化降粘)、稠油微生物降粘等方法。其中化學降粘成本較低，應用較為廣泛。原油降粘劑由一種或幾種具有表面活性的物質組成，降粘機理主要有①乳化降粘。即在表面活性劑作用下使高粘的W/0乳狀液反相，成為低粘0/W乳狀液；②破乳降粘。高粘的W/0乳狀液破乳發生相分離，形成懸浮油水、漂油而降粘；③吸附降粘。即將表面活性劑水溶能破壞油管或抽油杆表面的稠油膜使表面潤溼性反轉為親水性形成連續的水膜減少抽油過程中的摩擦阻力。這三種降粘機理往往同時存在且隨表面活性劑和條件變化，其主導作用也不同。降粘劑主要包括油溶性聚合物降粘劑和水溶性表面活性劑降粘劑兩類①油溶性降粘劑。可以分為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、(甲基)丙烯酸高碳醇酯衍生物的聚合物、馬來酸酐(M)與苯乙烯⑶及丙烯酸十八醇酯(A)共聚物(SMA)等，它們都是不飽和酸酯的聚合物或不飽和酸酯與其他不飽和單體的共聚物。由於各油田稠油組成差異較大，油溶性降粘劑選擇性較差，效果差異大；同時油溶性降粘劑需要與稀釋劑、乳化劑或熱力方法配合使用，導致作業成本很高。②水溶性表面活性劑。分為非離子型、陰離子型以及陽離子表面活性劑等。表面活性劑降粘仍存在較多問題，如採出破乳後，汙水處理難度大，環境壓力大；高抗溫、抗鹽、抗礦化度的能力有限；即使效果較好但成本較高，不經濟。如專利US4811788和CN1115778分別報導了用聚氧乙烯二十醇醚磺酸鹽、聚氧乙烯酚醛樹脂膦酸鹽表面活性劑作稠油降粘劑，可耐300 320°C的高溫，但合成工藝複雜，成本高。本發明涉及一種松香酸衍生物降粘劑，具有降粘率高、抗溫抗鹽、用量低、環境友好、合成方法簡單的特點。由於原料松香為天然產物，產品的環境生態性能良好。目前我國年產松脂40 X IO4噸，每年可採脂量150 X IO4噸，本發明利用松香合成表面活性劑，十分具有資源優勢和生態優勢，能適應規模化工業生產與推廣應用。
發明內容
本發明的目的在於提供一種水包油(0/W)型原油乳化降粘劑，該降粘劑為松香樹脂酸衍生物，乳化能力強、投加量低、降粘效率高，同時抗溫、抗鹽能力強，可自然降解，有利於環保，既顯著降低地層高粘原油的粘度和流動阻力，也適於地面高粘原油的降粘輸送。本發明的另一目的還在於提供該原油乳化降粘劑的製備方法，該方法原理可靠，合成操作簡單，產物不需分離提純，各組分具有協同作用和良好的降粘性能。一種水包油型原油乳化降粘劑，為松香酸聚乙二醇半酯和松香酸聚乙二醇硫酸酯鈉鹽的混合物，所述混合物按照下述摩爾比組成松香酸聚乙二醇半酯松香酸聚乙二醇硫酸酯鈉鹽=(O. 5-1. 5) I。所述松香酸聚乙二醇半酯結構式如下
權利要求
1.一種水包油型原油乳化降粘劑，為松香酸聚こニ醇半酯和松香酸聚こニ醇硫酸酯鈉鹽的混合物，所述混合物按照下述摩爾比組成 松香酸聚こニ醇半酷松香酸聚こニ醇硫酸酯鈉鹽=(O. 5-1. 5) I。
2.如權利要求I所述的降粘劑，其特徵在於，所述松香酸聚こニ醇半酯結構式如下
3.如權利要求I所述的降粘劑的製備方法，依次包括以下步驟 (1)在帶攪拌器、分水器和溫度計的反應瓶中按照摩爾比為I: (1-1.1)的比例依次加入粉碎的松香和聚こニ醇，加熱熔化並不斷攪拌，當溫度升高至200°c左右吋，加入催化劑亞磷酸，升溫至280°C，2小時左右反應結束，冷卻至30 40°C，得到松香酸聚こニ醇半酯； (2)將松香酸聚こニ醇半酯置於反應瓶中，緩慢滴加氯磺酸，松香酸聚こニ醇半酯與氯磺酸的摩爾比為(I. 5-3. O) 1，反應溫度40 45°C，然後減壓，脫氣，得到未反應半酯與松香酸聚こニ醇硫酸酷的混合物； (3)將步驟⑵得到的產物，用40%NaOH溶液中和，調節混合物pH = 8左右，得到本發明降粘劑。
全文摘要
本發明涉及一種水包油型原油乳化降粘劑及其製備方法，該降粘劑為松香酸聚乙二醇半酯和松香酸聚乙二醇硫酸酯鈉鹽按照摩爾比(0.5-1.5)∶1組成的混合物。其製備方法如下松香酸與聚乙二醇進行酯化反應製得松香酸聚乙二醇半酯；用過量松香酸聚乙二醇半酯與氯磺酸反應製得松香酸聚乙二醇硫酸酯；將松香酸聚乙二醇硫酸酯與鹼中和成鹽。該降粘劑為松香樹脂酸衍生物，乳化能力強、投加量低、降粘效率高，同時抗溫、抗鹽能力強，可自然降解，有利於環保，既顯著降低地層高粘原油的粘度和流動阻力，也適於地面高粘原油的降粘輸送。其製備方法原理可靠，合成操作簡單，產物不需分離提純，各組分具有協同作用和良好的降粘性能。
文檔編號C09K8/584GK102660249SQ201210099500
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月6日 優先權日2012年4月6日
發明者卿鳳, 方天成, 湯勇, 陳紅軍 申請人:西南石油大學